Abstrak
Telah dilakukan penelitian untuk memperoleh kuantitas sel darah putih (leukosii) dengan radiasi sinar gamma teleterapi Co-60. Pada penelitian ini digunakan 24 ekor mencit (Mus Musculns L) dengan dosis penyinaran mulai dari 2 Gy, 3 Gy, 4 Gy, 5Gy, 6 Gy dan 6 Gy diradiasi secara bertahap sebesar 2 Gy. Mencit dengan berat badan sekitar 20-30 gram dan umur antara 3-6 bulan. Luas lapangan penyinaran 20 x 20 cm2 dengan ja^ak penyinaran (SSD) 80 cm. Hasil penelitian menunjukan terjadinya penurunan kuantitas sel darah putih pada mencit. Pada radiasi gamma yang berturut-turut mulai 2 Gy, 3 Gy, 4 Gy, 5 Gy, dan 6 Gy menyebabkan terjadinya persentase penurunan kuantitas scl darah putih sebesar 36,27%; 57,63%; 75,02%; 82,53% dan 89,33%. Persentase penurunan kuantitas sel darah putih lebih besar terjadi pada pemberian dosis radiasi secara langsung (89,33%), sedangkan pemberian dosis radiasi secara bertahap hanya terjadi persentase penurunan kuantitas sel darah putih sebesar 86,80%.
Kata kunci : Teleterapi Co-60, Kuantitas, Leukosit. Abstract
Studies have been conducted to obtain the quantity of white blood cells {leukocytes) by gamma radiation Co-60 teletherapy. In this study used 24 mice {Mus musculus L) with irradiation doses ranging from 2 Gy, 3 Gy, 4 Gy, 5Gy, 6 Gy and 6 Gy irradiated gradually at 2 Gy. Mice weighing about 20-30 g and aged between 3-6 months. Wide field irradiation 20 x 20 cm2 with irradiation distance (SSD) 80 cm. The results showed a decline in the quantity of white blood cells in mice. In the gamma radiation that consecutive start 2 Gy, 3 Gy, 4 Gy, 5 Gy and 6 Gy resulted in a percentage decrease in quantity of white blood cells by 36.27%, 57.63%, 75.02%; 82.53 % and 89.33%. The percentage decrease in quantity of white blood cells occur in larger doses of radiation directly (89.33%), whereas the radiation dose is gradually occurs only percentage decrease in quantity of white blood cells by 86.80%.
Key words: Co-60 teletherapy, Quantity, Leukocytes. I. PENDAHIJLUAN
Sinar gamma adalah radiasi pengion yang dipancarkan dalam bentuk gelombang elektromagnetik dan mempunyai energi yang tinggi. Sumber radiasi gamma adalah Co-60. Iradiasi gamma sudah banyak dimanfaatkan untuk meningkatkan kesejahtraan umat manusia. Pemanfaatan tersebut meliputi bidang kedokteran, terutama dalam hal radioterapi.
Selain mempunyai manfaat yang baik radiasi gamma juga dapat berdampak buruk. Setiap individu yang terlibat dalam kegiatan tersebut harus selalu sadar bahwa aktivitas yang sedang dilakukannya dapat menimbulkan efek yang merugikan baik bagi dirinya maupun lingkungan. Dengan demikian perlu diketahui
berbagai efek biologis yang dapat terjadi sebagai akibat dari paparan radiasi pada tubuh. Tingkat kerusakan yang ditimbulkan pada tubuh sangat bergantung pada jenis atau kualitas radiasi, karena mempunyai daya tembus dan tingkat ionisasi yang berbeda. Jangkauan sinar gamma (0-5 MeV) di udara mencapai 100 m dan pada jaringan tubuh sampai 30 cm. Radiasi dari sumber yang terletak di luar tubuh dapat memberikan paparan radiasi secara lokal (parsial) atau seluruh tubuh. Sinar-X dan gamma dapat menembus Iapisan kulit bahkan meradiasi jaringan dan organ dalam tubuh.
Sel yang paling sensitif terhadap radiasi adalah sel darah putih {leukosit). Akumulasi paparan radiasi tinggi akan berdampak pada
menurunkan kadar sel darah putih. Dengan adanya penumnan sel darah putih maka tubuh akan kehilangan kemampuan alamiah untuk
melawan penyakit dan menjadi lebih sensitif terhadap antigen virus dan bakteri.
II. TEORI
2.1. Teleterpi Co-60
Teleterapai adalah istilah umum yang digunakan untuk penyinaran ekstcrnal dengan sumber radiasi yang berada jauh atau mempunyai jarak dari pasien.
Gambar 2.1. Skema peluruhan Co60 Co60 adalah salah satu sumber radiasi yang paling banyak digunakan untuk keperluan medis, terutama di Indonesia (50%) sebagai sumber radiasi pesawat teleterapi. Menurut energinya telecobalt diklasifikasikan sebagai pesawat megavoltage karena energi rata-ratanya 1, 25 MeV. Co60 merupakan sumber radiasi gamma yang dihasilkan dari aktivitas Co59 yang ditembakkan neutron dalam sebuah reaktor, sehingga menjadi radioaktif. Anakluruh dari Co60 adalah Ni60 yang disertai dengan pemancaran sinar p dan dua sinar gamma dengan energi 1,17 MeV dan 1,33 MeV, dengan waktu paruh 5,26 tahun atau konstanta peluruhan 0,011 bulan1 . Dalam menggunaan penyinaran eksternal (teleterapi Co60 ) perlu diperhatikan beberapa parameter utama yaitu, kedalaman, luas lapangan radiasi, teknik SSD atau SAD, dan energi foton. Lapangan radiasi yang digunakan untuk radioterapi mempunyai beberapa bentuk dan ukuran, disesuaikan dengan bentuk dan ukuran kanker/tumor yang diobati. Secara umum lapangan radiasi di kelompokan menjadi bujur sangkar, persegi empat panjang, lingkaran, dan lapangan tidak beraturan. SSD (Source Surface Distance) adalah jarak antara sumber radiasi dengan permukaan objek (kulit).
Pada radioterapi, SSD merupakan parameter yang sangat penting karena memberikan konstribusi terhadap besar dosis dan Radiasi
PDD (Percentage Depth Dose) pada umumnya dinormalisasikan dengan dosis maksimum (D^ = 100%), yakni dosis pada kedalaman dmak
Bila perlakuan radioterapi menggunakan multi lapangan, atau disebut pengukuran dengan SAD (Source to Axis Distance) maka pusat tumor dipakai sebagai titik isosenter berkas radiasi, menj adikan pelaksanaan pemberian dosis lebih praktis. Pada umumnya pesawat Linac di pasang dengan SAD 100 cm, dan pesawat Co-60 dengan SAD 80 cm. Selanjutnya kalkulasi dosimetri menggunakan TAR (Tissue Air Ratio)
atau TPR ( Tissue Phantom
Gambar 2.2. Teknik pengukuran PDD pada SSD konstan.
2.2.Efek Biologi Radisi
Interaksi antara radiasi pengion dengan jaringan dapat mengakibatkan kematian sel secara langsung dan tidak langsung. Kematian langsung terjadi akibat perubahan struktur molckul pada DNA berupa single atau doble strandbreak (SSB atau DSB), sedangkan yang tidak langsung karena terbentuknya radikal bebas (OH) akibat ionisasi air. Air selalu ada dan merupakan komponen terpentingdalam sel. Adanya radikal bebas bukan merupakan lingkungan yang kondusif bagi kehidupan sel. Kejadian berikutnya adalah pada tingkat seluler, berupa terjadinya kematian sel atau terjadinya abrasi kromosom pada saat menjalani mitosis. Beberapa sel yang mengalami cedera radiasi masih mampu untuk membelah diri satu kali atau lebih sampai akhirnya semua cikal bakal sel kehilangan kemampuan bereproduksi.
Berbagai cedera yang mungkin terjadi akibat interaksi sinar pengion pada DNA adalah DSB (double strandbreak), SSB (single strandbreak). Cedera lain adalah berupa cedera pada rantai basa, pada rantai gula, crosslinks DNA - DNA dan DNA - protein.
Cedera ini mungkin lebih diperberat dengan pemberian radiokemoterap; sebagai salah satu agen untuk meningkatkan hasil pengobatan dengan radiasi. Dari cedera yang terjadi, double strandbreak paling berkaitan erat dengan kematian jaringan. Gambar 2.4. menunjukan akibat ionisasi pada jaringan terjadi cedera pada sebagian besar DNA. Tubuh mempunyai berbagai mekanisme untuk melakukan reparasi pada DNA yang mengalami cedera. Mekanisma pertama adalah reversal of damage yang merupakan modus langsung perbaikan DNA. Dalam hal ini terjadi proses enzimatik photoreactivation dari dimerpirimidin, perbaikan alkilasi guanine, perbaikan single strandbreak dengan penyambungan kembali pita yang terputus secara langsung adalah perbaikan dengan melakukan insersi lokasi hilangnya basa. Mekanisme berikutnya adalah excision repair yakni dengan menyingkirkan lokasi cedera dengan melakukan proses enzimatik.
2.3. Sel Darah
Darah adalah suatu jaringan tubuh yang terdapat di dalam pembuluh darah yang warnanya merah. Warna merah itu keadaannya tidak tetap bergantung pada banyaknya oksigen dan karbon dioksida di dalamnya. Darah yang banyak mengandung karbon dioksida warnanya merah tua. Adanya oksigen dalam darah diambil dengan jalan bernapas, dan zat ini sangat berguna pada peristiwa pembakaran atau metabolism di dalam tubuh. Pada tubuh yang sehat atau orang dewasa terdapat darah kira-kira 1/13 dari berat badan atau kira-kira 4 sampai 5 liter. Keadaan jumlah tersebut pada tiap-tiap
orang tidak sama, bergantung pada umur, pekerjaan, keadaan jantung atau pembuluh darah. Jika darah dilihat begitu saja maka merupakan zat cair yang warnanya merah, tetapi apabila dilihat dibawah mikroskop maka nyatalah bahwa dalam darah terdapat benda-benda kecil bundar yang disebut sel-sel darah. Sedang cairan berwarna kekuning-kuningan disebut plasma.
Berdasarkan volume darah, 55% adalah plasma darah dan 45% adalah komponen sel-sel darah. Sehingga darah dapat dibedakan menjadi 2 yaitu :
1. Sel-sel darah
a. Eritrosit (sel darah merah) b. Leukosit (sel darah putih)
c. Trombosit (sel pembekuan darah) 2. Plasma darah.
2.3.1. Leukosit
Leukosit adalah sel yang membentuk komponen darah. Leukosit ini berfungsi untuk membantu tubuh melawan berbagai penyakit infeksi sebagai bagian dari sistem kekebalan tubuh. Leukosit tidak berwarna, memiliki inti, dapat bergerak secara amoebeid, dan dapat menembus dinding kapiler /diapedesis Jumlah normal 4 x 109 hingga 11 x 109 sel leukosit dalam satu liter darah manusia-dewasa yang sehat atau sekitar 7000 - 25000 sel per tetes. Ada beberapa komponen leukosit, yaitu:
1. Leukosit granulosit a. Basofil
b. Eosinofil.
c. Neutrofil (batang dan segmen). 2. Leukosit agranulosit
a. Limfosit. b. Monosit
Granulosit bersama-sama dengan monosit berfungsi sebagai fagosit. Sedangkan limfosit, sel-sel prekursornya dan sel-sel plasma membentuk populasi imunosit. Fungsi sel fagosit dan imunosit untuk mencegah terjadinya infeksi ke dalam tubuh.
2.3.2. Efek Radiasi Terhadap Leukosit. Perubahan yang terjadi dalam peredaran darah terutama tergantung pada
keradiosensitifan sel-sel prekusor untuk masing-masing kelompok sel darah. Dosis radiasi seluruh tubuh sekitar 0,5 Gy sudah dapat menyebabkan pcnekanan proses pembentukan sel-sel darah sehingga jumlah sel darah akan menurun. Grafik tingkat dan derajat perubahan sel darah untuk waktu yang berbeda ditunjukkan pada Gambar 2.5.
2.4. Mencit (Mus Musculus L.)
Mencit merupakan hewan pengerat (rodensid) yang berasal dari daerah Mediterania, tetapi sekarang telah tersebar diseluruh dunia. Mencit hidup didaerah yang cukup panas dan dapat hidup terus-menerus di dalam kandang atau secara bebas sebagai hewan liar. Mencit biasa digunakan sebagai hewan percobaan di laboratorium. Pubertas terjadi pada umur 6 -8 minggu. Sebagai hewan percobaan di laboratorium, mencit dipelihara dalam kandang dalam bentuk kotak plastic dengan alas kandang diberi sekam atau serutan kayu dengan temperature 18 — 29 °C. pada Tabel. 2.1 sebagai berikut.
Mencit liar dewasa dapat mencapai berat badan 30 - 40 gram pada umur 6 bulan/lebih. Mencit laboratorium mempunyai berat badan kira-kira sama dengan mencit liar, tetapi setelah diternakkan secara selektif. Klasifikasi dan data biologis mencit ditunjukan
III METODE PENELITIAN 3.1. Peralatan dan Bah a n
Untuk meradiasi mencit digunakan pesawat Teleterapi Co-60 FCC 8000F milik instansi Rumah Sakit Umum Pusat Sanglah Denpasar. Jumlah mencit 48 ekor pada umur 3-6 bulan dengan berat 20-30 gram. 24 ekor mencit sebagai control dan 24 ekor sebagai perlakuan. Dikontrol pada suhu sekitar 27°C. Pemeliharaan mencit dilakukan pada instansi Balai Besar Vetariner Denpasar.
Proses persiapan sample dalam bentuk pengambilan darah mencit dan pemeriksaan darah dilakukan di UPT Balai Laboratorium Kesehatan Dinas Kesehatan Provinsi Bali, dengan peralatan utama hemositometer yang dilengkai karnar hitung dan mikroskop. Agar sample darah tetap encer dingunakan tambahan larutan truk dan EDTA (Ethylene Diamine Tetra Aceticacid).
3.2. Persiapan Penelitian
Sebelum penelitian dilaksana kan dilakukan pengelompokan mencit berdasarkan perlakuan, seperti ditunjukan pada Tabel 3.1.
Mencit dipelihara sejak lahir dan ditempatkan secara berkelompok (empat ekor per kandang) dalam kandang berukuran 30 x 20 x 10 cm3 yang terbuat dari bahan plastik dan ditutup dengan kawat kasa halus. Makanan dalam bentuk pellet komersial dan minum air yang telah diberi vitamin penambah darah (tocopherol) secara berlebih (ad libitum). Kebutuhan makanan dan minuman diperiksa setiap 3 kali sehari, yaitu pagi, siang, dan sore hari. Dasar kandang dilapisi dengan sekam padi setebal 0,5 - 1 cm dan diganti setiap hari. Ruang pemeliharan dalam kondisi terang selama 12 jam dan kodisi gelap 12 jam, sedangkan temperatur dan kelembaban berada pada kondisi standard.
3.3. Diagram Blok Penelitian
Pelaksanaan penelitian dapat digambarkan dengan diagram blok penelitian sebagai berikut
3.4. Proses Pengambilan Darah
Teknik pengambilan sampel darah pada hewan bervareasi. Volume darah yang diperlukan untuk pemeriksaan leukosit dan komponennya hanya sedikit, darah dapat diambil melalui momotong ujung ekor, vena ekor dan jari kaki. Dalam penelitian ini pengambilan darah dipilih dengan pemotongan ekor. Karena pengambilan darah dari vena ekor sulit dilakukan karena memerlukan jarum intradermal yang sangat kecil sekali. Seringkali dengan .jarum yang sangat kecil, darah dalam jarum menggumpal sebelum diperoleh cukup banyak darah. Pengambilan darah melalui pemotongan jari kaki, kaki harus dalam keadaan bersih sekali agar sample darah tidak terkontaminasi kotoran dan jari tidak terinfeksi Pengambilan darah pada tiap mencit (sesuai dengan kelompok perlakuan pada Tabel 3.1), ekor mencit didesinfektan dengan alkohol kemudian ekor tersebut dipotong sedikit (± 1 cm) dengan pemotong yang telah diseteril (alkohol). Untuk hitung jumlah leukosit, tetesan darah diisap dengan pipet sampai tepat pada garis 0.5, kemudian bersihkan ujung pipet dengan kertas tissue. Perhitungan jumlah leukosit di lakukan olch instansi UPT Balai Laboratorium Keschatan Dinas Kesehatan Provinsi Bali.
3.5. Proses Radiasi
Proses radiasi dilakukan dengan memberikan dosis radiasi dari 2 Gy, 3 Gy, 4 Gy, 5 Gy, 6 Gy dan 6 Gy secara bertahap. Kondisi
penyinaran dengan SSD (source to surface distance) 80 cm pada permukaan 2 cm dari dasar kotak (lapangan 20 x 20 cm). Dosis radiasi clihitiing pada kedalaman 0,5 cm. Setelah proses radiasi dilakukan, maka proses pengambilan da rah dilakukan seperti pada sub.3.4.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari data hasil perhitungan jumlah leukosit mencit untuk kontrol dan perlakuan sesuai dengan Tabel 3.1, maka dapat direpresentasikan dalam bentuk grapikhistogram seperti ditunjukan gambar 4.1. berikut.
Tampak dengan jelas jumlah leukosit menurun dengan kenaikan dosis radiasi yang diberikan pada mencit. Semakin besar dosis radiasi, maka semakin besar pula jumlah leukosit] yang berkurang. Ada hal yang berbeda| ditunjukan oleh histogram pada pemberian dosis radiasi 6 Gy secara bertahap 2 Gy, tcrnyat menunjukan peningkatan jumlah leukosit disbanding dengan pemberian dosir radiasi langsung 6 Gy. Kerusakan sel akibat adanya tahapan pemberian dosis radiasi memungkinkan terjadinya perbaikan sel melalui proses pemulihan (recovery).
Pada persentase penurunan jumlah leukosit terhadap kontrol dapat ditunjukan oleh gambar 4.2. sebagai berikut
Grafik perlakuan menunjukkan persentase penurunan jumlah leukosit yang linier terhadap kenaikan dosis radiasi. Bila X dan Ymenyatakan dosis radiasi dan persentase penurunan jumlah leukosit terhadap nilai kontrol, garis linier ditunjukkan oleh persamaan 4.1. sebagai beriku; Y = 18,61 + 12,16 X (4.2) Penurunan jumlah leukosit total dalam sirkulasi akibat radiasi disebabkan oleh terjadinya kerusakan system hemotopetik. Radiasi menyebabkan penghambatan atau penghentian proses hemopoesis, yang menyebabkan penyediaan sel-sel darah berkurang dan terjadi penurunan jumlah leukosit dalam darah. Disebutkan bahwa dosis 2 — 1 0 Gy merupakan lingkup kerusakan hemopoetik (sindrom sumsum tulang), dengan gejala yaitu menurunnya jumlah leukosit total (leucopenia).
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa jumlah leukosit darah mencit kontrol 10,27 x 103/μl yang tidak jauh berbeda dengan hasil peneliti lain, yang berkisar 4 - 11 x 103/μ1. Pada perlakuan jumlah leukosit menurun dengan meningkatnya dosis radiasi. Penurunan jumlah leukosit dapat dijelaskan sebagai berikut, radiasi diketahui mempunyai efek tulang (sindrom sumsum tulang), sehingga menurunkan jumlah sel-sel darah dalam peredarannya. Dalam kondisi normal, kehilangan komponen sel darah akibat komsumsi makanan, infeksi maupun umur dapat diimbangi oleh produksi sel darah induk dalam sumsum tulang. Radiasi dapat menghambat aktivitas sel darah induk atau
menghentikan aktivitasnya sama sekali, tergantung pada dosis radiasi yang diterimanya. Selain itu sel darah yang bersirkulasi akan mengalami kematian interfase. Dengan demikian, radiasi akan menurunkan jumlah sel darah yang bergantung pada radioscnsitivitas dan harapan hidup sel. Interaksi radiasi dengan sel mamalia dapat menginduksi sejumlah besar keiusakaan DNA, seperti single strand breaks (SSB), double strand breaks (DSB) , berbagai jenis kerusakan basa, ikatan silang (cross links') DNA, dan kombinasi lokal semua kerusakan tersebut. Kerusakan DNA ini menyebabkan terjadinya mutasi. abrasi kromosom dan perubahan aktivitas, maupun kematian sel. V. KESIMPULAN
Setelah dilakukan penelitian dan data dianalisis, maka dapat disimpulkan, bahwa kuantitas sel darah putih mencit setelah diradiasi sinar gamma menurun, pada pemberian dosis berturut-turut 2 Gy, 3 Gy, 4 Gy, 5 Gy, 6 Gy dan 6 Gy secara bertahap jumlah sel darah putih berkurang 36,27 %; 57,63 %; 75,02 %; 82,52 %; 89,33 %, dan 86,80 %. Jumlah sel darah putih mencit lebih banyak berkurang dengan pemberian dosis radiasi secara langsung daripada pemberian dosis secara bertahap. Kerusakan sel akibat adanya tahapan pemberian dosis radiasi memungkinkan terjadinya perbaikan sel melalui proses pemulihan (recovery).
